GaN材料及器件近年来成为研究的热点,尤其是GaN基发光二极管(LED),从节能和环保的角度上来说,LED是最理想的光源,它可以应用在各种恶劣环境下。因此GaN发光二极管在LCD背光源、大屏幕彩色显示、多媒体显像、光纤通讯等领域有着广泛的应用。目前,国内绝大部分GaN基LED采用的衬底材料是价格价格相对低廉但是晶格失配度较高的蓝宝石,尚没有商业化的SiC衬底GaN基LED,因此对它的研究尤其显得重要。本文首先介绍了碳化硅及氮化镓材料的发展历史及现状,然后讨论了碳化硅和氮化镓基材料的基本特性,并对SiC衬底GaN基蓝光LED的基本结构和工作原理进行了较为细致的分析,着重讨论了它的电学特性和光学特性。最后根据理论分析,选定了较为合适的物理模型,重点从碳化硅衬底的结构尺寸、量子阱的阱区宽度、有源区InGaN合金中In的摩尔组分以及AIGaN合金中Al的摩尔组分等工艺条件入手,针对器件的量子效率、伏安特性、光功率等光电特性,利用美国Synopsys公司新一代TCAD仿真设计平台SWB以及PCM Studio等,对器件进行工艺级的仿真以及物理特性级的模拟,并且基于实验设计(DOE)方法和理论,选定合适的响应曲面模型(RSM),对发光二极管工艺参数的变化与物理特性的改变之间的关系,进行了深入的研究,并且通过参数优化,得到最优的工艺条件。